【数字信号处理】傅里叶变换性质 ( 共轭对称、共轭反对称 与 偶对称、奇对称关联 | 序列对称分解定理 )
文章目錄
- 一、共軛對稱、共軛反對稱 與 偶對稱、奇對稱關聯
- 二、序列對稱分解定理
- 證明過程
- 總結
一、共軛對稱、共軛反對稱 與 偶對稱、奇對稱關聯
實序列 :
- 偶對稱 : x(n)=x(?n)x(n) = x(-n)x(n)=x(?n)
- 奇對稱 : x(n)=?x(?n)x(n) = -x(-n)x(n)=?x(?n)
復序列 :
- 共軛對稱 : x(n)=x?(?n)x(n) = x^*(-n)x(n)=x?(?n)
- 共軛反對稱 : x(n)=?x?(?n)x(n) = -x^*(-n)x(n)=?x?(?n)
對于 實序列 來說 , 共軛對稱 就是 偶對稱 ;
對于 實序列 來說 , 共軛反對稱 就是 奇對稱 ;
二、序列對稱分解定理
任意一個 序列 x(n)x(n)x(n) , 都可以使用其 共軛對稱序列 xe(n)x_e(n)xe?(n) 與 共軛反對稱序列 xo(n)x_o(n)xo?(n) 之和來表示 ;
x(n)=xe(n)+xo(n)x(n) = x_e(n) + x_o(n)x(n)=xe?(n)+xo?(n)
共軛對稱序列 xe(n)x_e(n)xe?(n) 與 原序列 x(n)x(n)x(n) 之間的關系如下 :
xe(n)=0.5[x(n)+x?(?n)]x_e(n) = 0.5[x(n) + x^*(-n)]xe?(n)=0.5[x(n)+x?(?n)]
共軛反對稱序列 xo(n)x_o(n)xo?(n) 與 原序列 x(n)x(n)x(n) 之間的關系如下 :
xo(n)=0.5[x(n)?x?(?n)]x_o(n) = 0.5[x(n) - x^*(-n)]xo?(n)=0.5[x(n)?x?(?n)]
證明過程
已知 : 任意序列可以由其 共軛對稱序列 與 共軛反對稱序列 之和表示 ,
x(n)=xe(n)+xo(n)①x(n) = x_e(n) + x_o(n) \ \ \ \ ①x(n)=xe?(n)+xo?(n)????①
x(n)x(n)x(n) 的 共軛對稱序列是 x?(?n)x^*(-n)x?(?n) , 記做 xe(n)x_e(n)xe?(n) ;
x(n)x(n)x(n) 的 共軛反對稱序列是 ?x?(?n)-x^*(-n)?x?(?n) , 記做 xo(n)x_o(n)xo?(n) ;
將 ① 公式的 兩邊取 共軛 , 使用 ?n-n?n 代替 nnn , 得到 :
x?(n)=xe?(?n)+xo?(?n)②x^*(n) = x_e^*(-n) + x_o^*(-n)\ \ \ \ ②x?(n)=xe??(?n)+xo??(?n)????②
根據共軛對稱性質 x(n)=x?(?n)x(n) = x^*(-n)x(n)=x?(?n) , 可知 xe?(?n)=xe(n)③x_e^*(-n) = x_e(n) \ \ \ \ ③xe??(?n)=xe?(n)????③ ;
根據共軛反對稱性質 x(n)=?x?(?n)x(n) = -x^*(-n)x(n)=?x?(?n) , 可得到 ?xo?(?n)=xo(n)-x_o^*(-n) = x_o(n)?xo??(?n)=xo?(n) , 將負號移到等式右邊 可得 xo?(?n)=?xo(n)④x_o^*(-n) = -x_o(n) \ \ \ \ ④xo??(?n)=?xo?(n)????④ ;
將 ③ 和 ④ 帶入到 ② 中 , 得到 :
x?(n)=xe(n)?xo(n)⑤x^*(n) = x_e(n) - x_o(n) \ \ \ \ ⑤x?(n)=xe?(n)?xo?(n)????⑤
① 和 ⑤ 公式相加 , xo(n)x_o(n)xo?(n) 項抵消了 , 可得到
xe(n)=0.5[x(n)+x?(?n)]x_e(n) = 0.5[x(n) + x^*(-n)]xe?(n)=0.5[x(n)+x?(?n)]
① 和 ⑤ 公式相減 , xe(n)x_e(n)xe?(n) 項抵消了 , 可得到
xo(n)=0.5[x(n)?x?(?n)]x_o(n) = 0.5[x(n) - x^*(-n)]xo?(n)=0.5[x(n)?x?(?n)]
總結
任意一個序列 , 都存在 共軛對稱序列 與 共軛反對稱序列 ,
共軛對稱序列 與 原序列 的關系 :
xe(n)=0.5[x(n)+x?(?n)]x_e(n) = 0.5[x(n) + x^*(-n)]xe?(n)=0.5[x(n)+x?(?n)]
共軛反對稱序列 與 原序列 的關系 :
xo(n)=0.5[x(n)?x?(?n)]x_o(n) = 0.5[x(n) - x^*(-n)]xo?(n)=0.5[x(n)?x?(?n)]
總結
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